JP2537942B2 - 回転対称多孔性固体の製造方法 - Google Patents
回転対称多孔性固体の製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は回転対称の多孔性固体（porous solid bodie
s）の製造方法に関するもので、この方法では固体状態
（solid form）の上記固体のための材料および液体分散
剤からなる懸濁物である固体のための出発材料を、形成
すべき固体に相当する形状寸法の中空型に導入し、懸濁
物の導入中、中空型をその軸線のまわりに回転させ、こ
れにより懸濁物の一定量の固体材料を中空型の内壁上に
堆積させ、余分の残留懸濁物を除去し、しかる後にかよ
うにして形成した未処理体（green body）を他のプロセ
ス段階に向けて回転対称多孔性固体を得るようにする。
s）の製造方法に関するもので、この方法では固体状態
（solid form）の上記固体のための材料および液体分散
剤からなる懸濁物である固体のための出発材料を、形成
すべき固体に相当する形状寸法の中空型に導入し、懸濁
物の導入中、中空型をその軸線のまわりに回転させ、こ
れにより懸濁物の一定量の固体材料を中空型の内壁上に
堆積させ、余分の残留懸濁物を除去し、しかる後にかよ
うにして形成した未処理体（green body）を他のプロセ
ス段階に向けて回転対称多孔性固体を得るようにする。
上述するタイプの方法は英国特許明細書682580号に記
載されている。既知方法の目的は、例えば研究室におい
てフイルターとして使用する多孔性ガラス管の製造に向
けており、この方法では極めて均一な細孔分布および焼
結ガラス粒子間の細孔径を得ることおよび細孔を互いに
連通させることが重要である。この目的のために、極め
て均一な粒度を有する粉末ガラスの懸濁物を遠心機に導
入し（内面上の堆積固体粒子の結合をゆるくするため
に）する前に、固体粒子の沈降を防止する結合剤と一定
攪拌下で混合し、将来の気孔率に適合する懸濁物中の固
体粒子の所望分布を得るようにしている。この方法の欠
点は、出発材料の高い均一粒度分布を必要とすることで
あり、このために対応する粉砕出発材料を用いる必要が
ある。また、粉砕は磨耗により材料を不純にする。火炎
加水分解または沈殿により形成された、一般に入手しう
る粉末を用いる場合には、もはや不純になる危険性はな
いが、一般にこれらの粉末は粒度の極めて荒い分布を示
している。この粉末を上記英国特許明細書第682580号に
記載されている方法に用いる場合には、異なる粒度の粒
子が遠心プロセス中に分離し、一般に堆積物が密度勾配
を示すから、巨視的に均質な組織の未処理体を製造する
ことが困難である。この事は、他の処理中に、例えば収
縮により亀裂を生ずるような問題を導びく傾向がある。
更に、既知の方法においては、遠心機および遠心プロセ
スの装填を時間内に別々に操作する、いわゆる、不連続
プロセスであり、経費を必要とする。更に、大きい壁厚
を有する管を形成する場合には、時間を消費する操作を
含む遠心機の反復装填を必要とする。多孔性固体が、例
えば異なる組成を有する多くの単層からなる多孔性固体
の場合には、特にプロセスに時間がかかる。この場合に
は、遠心機には個々の層ごとに新しく装填する必要があ
る。
載されている。既知方法の目的は、例えば研究室におい
てフイルターとして使用する多孔性ガラス管の製造に向
けており、この方法では極めて均一な細孔分布および焼
結ガラス粒子間の細孔径を得ることおよび細孔を互いに
連通させることが重要である。この目的のために、極め
て均一な粒度を有する粉末ガラスの懸濁物を遠心機に導
入し（内面上の堆積固体粒子の結合をゆるくするため
に）する前に、固体粒子の沈降を防止する結合剤と一定
攪拌下で混合し、将来の気孔率に適合する懸濁物中の固
体粒子の所望分布を得るようにしている。この方法の欠
点は、出発材料の高い均一粒度分布を必要とすることで
あり、このために対応する粉砕出発材料を用いる必要が
ある。また、粉砕は磨耗により材料を不純にする。火炎
加水分解または沈殿により形成された、一般に入手しう
る粉末を用いる場合には、もはや不純になる危険性はな
いが、一般にこれらの粉末は粒度の極めて荒い分布を示
している。この粉末を上記英国特許明細書第682580号に
記載されている方法に用いる場合には、異なる粒度の粒
子が遠心プロセス中に分離し、一般に堆積物が密度勾配
を示すから、巨視的に均質な組織の未処理体を製造する
ことが困難である。この事は、他の処理中に、例えば収
縮により亀裂を生ずるような問題を導びく傾向がある。
更に、既知の方法においては、遠心機および遠心プロセ
スの装填を時間内に別々に操作する、いわゆる、不連続
プロセスであり、経費を必要とする。更に、大きい壁厚
を有する管を形成する場合には、時間を消費する操作を
含む遠心機の反復装填を必要とする。多孔性固体が、例
えば異なる組成を有する多くの単層からなる多孔性固体
の場合には、特にプロセスに時間がかかる。この場合に
は、遠心機には個々の層ごとに新しく装填する必要があ
る。
ドイツ特許出願明細書第3406148号に記載されている
方法では、遠心力により薄い液体フイルム状に堆積する
粉末材料を使用している。特に、この方法は満足するも
のであるが、しかし粉末材料の供給速度を液体フイルム
における浸透速度に調節する必要がある。さもなけれ
ば、材料が液体表面上に累積し、大きい凝集塊を形成す
ることになる。特に、一般に入手しうる粉末を用いる場
合には、これらの機構が堆積速度を制限し、堆積固体に
異質性をもたらす。
方法では、遠心力により薄い液体フイルム状に堆積する
粉末材料を使用している。特に、この方法は満足するも
のであるが、しかし粉末材料の供給速度を液体フイルム
における浸透速度に調節する必要がある。さもなけれ
ば、材料が液体表面上に累積し、大きい凝集塊を形成す
ることになる。特に、一般に入手しうる粉末を用いる場
合には、これらの機構が堆積速度を制限し、堆積固体に
異質性をもたらす。
本発明の目的は異なる、予じめ定められた組成の数層
からなる巨視的に均質な多孔性回転対称固体を連続堆積
プロセスで、容易に達成できる手段で製造できる優れた
方法を提供するもので、既知の方法におけるより高い堆
積速度で、単分散粒度分布を有しない粉末固体材料を使
用でき、かつ亀裂のない固体に形成できる未処理体を大
量生産することができる。
からなる巨視的に均質な多孔性回転対称固体を連続堆積
プロセスで、容易に達成できる手段で製造できる優れた
方法を提供するもので、既知の方法におけるより高い堆
積速度で、単分散粒度分布を有しない粉末固体材料を使
用でき、かつ亀裂のない固体に形成できる未処理体を大
量生産することができる。
この目的を達成するために、本発明の方法は10-3〜5m
mの範囲の厚さの固体材料層を遠心プロセスを中断する
ことなく連続プロセスにおいて連続的に堆積するよう
に、懸濁物を中空型に導入し、余分の残留懸濁物を中空
型から、堆積固体材料の頂部上に10-1〜100mmの範囲の
厚さを有する残留懸濁物の層が常に残留するような割合
で除去するようにすることを特徴とする。
mの範囲の厚さの固体材料層を遠心プロセスを中断する
ことなく連続プロセスにおいて連続的に堆積するよう
に、懸濁物を中空型に導入し、余分の残留懸濁物を中空
型から、堆積固体材料の頂部上に10-1〜100mmの範囲の
厚さを有する残留懸濁物の層が常に残留するような割合
で除去するようにすることを特徴とする。
遠心力により、懸濁固体材料を分散剤の液相からその
粒度分布に一致するように分離する。この結果、液相
（残留懸濁内）の層でおおわれた沈降層が中空型の内壁
上に形成する。この層は多くの堆積粒子を含んでいない
から、その密度は次に供給される懸濁物の密度より小さ
い。固体材料は、中空型の内部で、すでに堆積している
固体材料の表面近くに存在する薄い懸濁物層から堆積す
る。この状態を第２図に示している。この固体材料の堆
積は、沈降通路を細くする（reduction）ことによって
堆積速度を高くすることができる。堆積固体材料上に存
在する残留懸濁物層の厚さは、中空型の溢流部と堆積固
体材料の表面との間の高さの差により定める。
粒度分布に一致するように分離する。この結果、液相
（残留懸濁内）の層でおおわれた沈降層が中空型の内壁
上に形成する。この層は多くの堆積粒子を含んでいない
から、その密度は次に供給される懸濁物の密度より小さ
い。固体材料は、中空型の内部で、すでに堆積している
固体材料の表面近くに存在する薄い懸濁物層から堆積す
る。この状態を第２図に示している。この固体材料の堆
積は、沈降通路を細くする（reduction）ことによって
堆積速度を高くすることができる。堆積固体材料上に存
在する残留懸濁物層の厚さは、中空型の溢流部と堆積固
体材料の表面との間の高さの差により定める。
本発明の好適例においては、懸濁液を中空型に、該型
の全長にわたって移動できる供給装置によって導入す
る。これにより、中空型の内壁の全長にわたって単一の
薄い固体材料層を堆積することができる。このために、
粒度勾配を多くの薄い層にわたって分布でき、これによ
り巨視的で均質組織の未処理体を形成することができ
る。この事は、未処理体を後段階において乾燥プロセス
に作用させる場合でも、亀裂の形成を著しく減少するこ
とができる。この場合に、粒度の荒い分布を有する一般
に入手しうる粉末を、多孔性固体を経済的に製造するの
に用いることができ、未処理体の他の処理（乾燥、浄
化、焼結）中、亀裂形成の危険をなくすことができる。
の全長にわたって移動できる供給装置によって導入す
る。これにより、中空型の内壁の全長にわたって単一の
薄い固体材料層を堆積することができる。このために、
粒度勾配を多くの薄い層にわたって分布でき、これによ
り巨視的で均質組織の未処理体を形成することができ
る。この事は、未処理体を後段階において乾燥プロセス
に作用させる場合でも、亀裂の形成を著しく減少するこ
とができる。この場合に、粒度の荒い分布を有する一般
に入手しうる粉末を、多孔性固体を経済的に製造するの
に用いることができ、未処理体の他の処理（乾燥、浄
化、焼結）中、亀裂形成の危険をなくすことができる。
本発明の方法の他の好適例においては、懸濁物を回転
中空型の内壁に殆んど垂直に向けるように、懸濁物を中
空型に効率よく導入することができる。
中空型の内壁に殆んど垂直に向けるように、懸濁物を中
空型に効率よく導入することができる。
この事は、また、沈降通路を減少させ、この結果とし
て高い堆積速度を達成することができる。
て高い堆積速度を達成することができる。
本発明の方法の他の好適例においては、初めに分散剤
だけを回転中空型に導入し、次いでこの型に懸濁物を導
入する。この手段では、堆積プロセスの開始において、
よく規定された流速を中空型の内部において得ることが
できる。
だけを回転中空型に導入し、次いでこの型に懸濁物を導
入する。この手段では、堆積プロセスの開始において、
よく規定された流速を中空型の内部において得ることが
できる。
本発明の方法の他の好適例においては、異なる組成の
懸濁物を回転中空型に連続的に導入して異なる化学組成
の層を有する多孔性固体を形成することができる。この
手段では、多−成分固体、例えば光学導波管を製造する
ドープド プレフォームを形成することができる。一回
の注入懸濁物の組成を変えること、および異なる供給装
置を介して導入する数種の懸濁物の分量を時間において
変えることは、二三の成分から多孔性固体を形成するの
に有利である。
懸濁物を回転中空型に連続的に導入して異なる化学組成
の層を有する多孔性固体を形成することができる。この
手段では、多−成分固体、例えば光学導波管を製造する
ドープド プレフォームを形成することができる。一回
の注入懸濁物の組成を変えること、および異なる供給装
置を介して導入する数種の懸濁物の分量を時間において
変えることは、二三の成分から多孔性固体を形成するの
に有利である。
本発明の方法の他の好適例においては、SiO2粒子を懸
濁物についての固体材料として用いることができ、この
粒子には所望の屈折率を得るのに適当なドーピングを施
すか、または施さなくてよく、また粒子は10〜500nm、
好ましくは10〜120nmの範囲の直径および40nmの平均粒
径を有し；蒸留水を分散剤として用いることができ、結
合特性を有する物質（例えばポリビニルアルコール）お
よび／または懸濁物の固体材料と化学反応を誘導する物
質（好ましくはアンモニア）を分散剤に添加でき、得ら
れた未処理体を型から除去した後、この未処理体をこの
固体材料と反応し、かつこの未処理体の表面を凝固する
物質で処理することができる。
濁物についての固体材料として用いることができ、この
粒子には所望の屈折率を得るのに適当なドーピングを施
すか、または施さなくてよく、また粒子は10〜500nm、
好ましくは10〜120nmの範囲の直径および40nmの平均粒
径を有し；蒸留水を分散剤として用いることができ、結
合特性を有する物質（例えばポリビニルアルコール）お
よび／または懸濁物の固体材料と化学反応を誘導する物
質（好ましくはアンモニア）を分散剤に添加でき、得ら
れた未処理体を型から除去した後、この未処理体をこの
固体材料と反応し、かつこの未処理体の表面を凝固する
物質で処理することができる。
使用する分散剤および懸濁固体材料により影響する
が、懸濁物の成分間の化学反応は粒子の腐食を導びく。
また、このプロセスは適当な添加剤を懸濁物に添加する
ことによって意図的に行うことができる。例えばSiO2粒
子および（好ましくは結合剤を含む）蒸留水を用いて懸
濁物を生成し、アンモニアの添加によって小さいSiO2粒
子の部分を溶解することができる。次の乾燥プロセスに
おいて、溶解粒子を多孔性未処理体の表面に引き付け、
分散剤の蒸発後、除去する。このプロセスは、個々の粒
子間にブリッジの形成を導びくために、多孔性固体の機
械的安定性を著しく高めることができる。しかしなが
ら、この結果として、表面は亀裂の生ずる傾向のある、
固体の不透過性の薄い層でおおわれる。しかしながら、
この望ましくない作用は未処理体の表面を多孔性材料で
おおうことによって回避することができる。この場合、
溶解固体材料を更に処理する多孔性未処理体の表面に、
しかも付加的に設けられる被覆層上に移動しないように
する。形成した固体被膜、および多孔性材料から形成し
た被覆層は未処理体から容易に除去することができる。
このために、亀裂の形成する傾向を殆んどなくすことが
できる。しかしながら、本発明の方法により製造された
多孔性固体の機械的安定性は、堆積プロセス後、多孔性
未処理体を適当な化学的処理によりゆすぐ場合に改善で
き、それ故、未処理体に化学的後処理を施すことができ
る。
が、懸濁物の成分間の化学反応は粒子の腐食を導びく。
また、このプロセスは適当な添加剤を懸濁物に添加する
ことによって意図的に行うことができる。例えばSiO2粒
子および（好ましくは結合剤を含む）蒸留水を用いて懸
濁物を生成し、アンモニアの添加によって小さいSiO2粒
子の部分を溶解することができる。次の乾燥プロセスに
おいて、溶解粒子を多孔性未処理体の表面に引き付け、
分散剤の蒸発後、除去する。このプロセスは、個々の粒
子間にブリッジの形成を導びくために、多孔性固体の機
械的安定性を著しく高めることができる。しかしなが
ら、この結果として、表面は亀裂の生ずる傾向のある、
固体の不透過性の薄い層でおおわれる。しかしながら、
この望ましくない作用は未処理体の表面を多孔性材料で
おおうことによって回避することができる。この場合、
溶解固体材料を更に処理する多孔性未処理体の表面に、
しかも付加的に設けられる被覆層上に移動しないように
する。形成した固体被膜、および多孔性材料から形成し
た被覆層は未処理体から容易に除去することができる。
このために、亀裂の形成する傾向を殆んどなくすことが
できる。しかしながら、本発明の方法により製造された
多孔性固体の機械的安定性は、堆積プロセス後、多孔性
未処理体を適当な化学的処理によりゆすぐ場合に改善で
き、それ故、未処理体に化学的後処理を施すことができ
る。
本発明の方法の他の好適例においては、多孔性固体の
製造のために、未処理体を二段法で堆積することができ
る。この場合、方法の第一段階において中空型を固体の
堆積に必要とされるより低い加速度で回転し、凝集塊お
よび／または一番大きい粒子からなるある量の固体物質
を中空型の内壁上に堆積し、分散剤および小さい粒子か
らなる過剰の残留懸濁物を除去し、しかる後に、第二段
階において、残留懸濁物を他の中空型、または沈降物の
存在しない、かつ固体材料の堆積に望ましい加速度で回
転する中空型に導入する。この事は、例えば懸濁物を比
較的に遅い遠心速度で予備遠心処理することによって行
うことができる。次いで、極めて大きい粒子、大きい凝
集塊、および高い密度を有する不純物を懸濁物から除去
する。次いで、この浄化された懸濁物を予備遠心手段の
溢流を介して送出し、次いで中空型に供給し、こゝで実
際の成形プロセスに作用させる。この予備処理は実際の
成形プロセスから完全に分離して行うことができるが、
しかしながら第１図に示すように連続プロセスに一体に
することができる。
製造のために、未処理体を二段法で堆積することができ
る。この場合、方法の第一段階において中空型を固体の
堆積に必要とされるより低い加速度で回転し、凝集塊お
よび／または一番大きい粒子からなるある量の固体物質
を中空型の内壁上に堆積し、分散剤および小さい粒子か
らなる過剰の残留懸濁物を除去し、しかる後に、第二段
階において、残留懸濁物を他の中空型、または沈降物の
存在しない、かつ固体材料の堆積に望ましい加速度で回
転する中空型に導入する。この事は、例えば懸濁物を比
較的に遅い遠心速度で予備遠心処理することによって行
うことができる。次いで、極めて大きい粒子、大きい凝
集塊、および高い密度を有する不純物を懸濁物から除去
する。次いで、この浄化された懸濁物を予備遠心手段の
溢流を介して送出し、次いで中空型に供給し、こゝで実
際の成形プロセスに作用させる。この予備処理は実際の
成形プロセスから完全に分離して行うことができるが、
しかしながら第１図に示すように連続プロセスに一体に
することができる。
本発明の方法を実施する配置は、遠心機のような軸線
のまわりに回転でき、かつ懸濁物の形態の固体のための
出発材料を保持する中空型からなり、この中空型は着脱
自在の開口を有する隔壁を介して中空型の全長にわたっ
て移動できる出口を有する供給装置および過剰の分散剤
および残留懸濁物を溢流する溢流部からなり、更に配置
は遠心作用を与える懸濁物を中空型に少なくとも第１ポ
ンプおよび可能ならば第２ポンプにより導入できる供給
管を有する懸濁物の少なくとも第１溜めおよび可能なら
ば第２溜めからなることを特徴とする。
のまわりに回転でき、かつ懸濁物の形態の固体のための
出発材料を保持する中空型からなり、この中空型は着脱
自在の開口を有する隔壁を介して中空型の全長にわたっ
て移動できる出口を有する供給装置および過剰の分散剤
および残留懸濁物を溢流する溢流部からなり、更に配置
は遠心作用を与える懸濁物を中空型に少なくとも第１ポ
ンプおよび可能ならば第２ポンプにより導入できる供給
管を有する懸濁物の少なくとも第１溜めおよび可能なら
ば第２溜めからなることを特徴とする。
本発明の方法を実施する配置の好適な構造において
は、中空型の壁の内側を懸濁物と反応しない、かつ堆積
未処理体を型から除去しやすくなる材料の被膜で被覆す
る。
は、中空型の壁の内側を懸濁物と反応しない、かつ堆積
未処理体を型から除去しやすくなる材料の被膜で被覆す
る。
この被膜は、例えば疎水性合成樹脂、または懸濁物を
形成する分散剤と混合しない高い密度を有する液体から
なる。この事は、未処理体の状態の堆積固体を型から除
去するのに有利にし、除去操作中における亀裂の形成を
低下する。しかしながら、また堆積プロセスを回転中空
型の内壁に直接に行うことができる。他の処理を行う前
に、多孔性未処理体を乾燥する。乾燥中、未処理体は僅
かな程度の収縮を受けるが、未処理体は中空型から除去
することができる。
形成する分散剤と混合しない高い密度を有する液体から
なる。この事は、未処理体の状態の堆積固体を型から除
去するのに有利にし、除去操作中における亀裂の形成を
低下する。しかしながら、また堆積プロセスを回転中空
型の内壁に直接に行うことができる。他の処理を行う前
に、多孔性未処理体を乾燥する。乾燥中、未処理体は僅
かな程度の収縮を受けるが、未処理体は中空型から除去
することができる。
本発明の方法および本発明の方法を実施する配置を用
いる場合に、次の利点が得られる：すなわち、懸濁物を
作る場合に、粒度の荒い分布を有する一般に入手しうる
粉末固体材料を分級することなく用いることができる。
このために、大規模生産を簡単化でき、コストを軽減で
きる。未処理体を形成する堆積プロセスは生産コストを
低下するように連続的に行うことができる。
いる場合に、次の利点が得られる：すなわち、懸濁物を
作る場合に、粒度の荒い分布を有する一般に入手しうる
粉末固体材料を分級することなく用いることができる。
このために、大規模生産を簡単化でき、コストを軽減で
きる。未処理体を形成する堆積プロセスは生産コストを
低下するように連続的に行うことができる。
必要に応じて、異なる化学組織を有する二三の層を形
成できるきずのない（安全な）固体を高い生産量で得る
ことができる。この事は、例えば屈折率プロフィールを
有する光学導波管の製造に重要である。
成できるきずのない（安全な）固体を高い生産量で得る
ことができる。この事は、例えば屈折率プロフィールを
有する光学導波管の製造に重要である。
次に、本発明を添付図面に基づいて説明する。
第１図は二段堆積プロセスにおける遠心堆積により回
転対称固体を製造する配置を示している。しかしなが
ら、特殊な部分を省いた配置を用いる場合には、一段プ
ロセスを適用することができる。この一段プロセスにつ
ては後述するＡ項目において説明する。この場合、第１
図に示す配置の必要部分について説明する。二段プロセ
スについては後述するＢ項目において説明する。
転対称固体を製造する配置を示している。しかしなが
ら、特殊な部分を省いた配置を用いる場合には、一段プ
ロセスを適用することができる。この一段プロセスにつ
ては後述するＡ項目において説明する。この場合、第１
図に示す配置の必要部分について説明する。二段プロセ
スについては後述するＢ項目において説明する。
A.一段プロセス 添付図面において、１は遠心機のように駆動できる、
例えばV4A−ハイ−グレード鋼の中空型を示している
（駆動については図面に示していない）。第２図は中空
型の断面を拡大して示している。沈降層（以後、未処理
体33として示す）を遠心機の内壁に堆積し、この上の固
体材料層には出発懸濁物３より小さい密度の残留懸濁物
13が存在している。固体を形成するのに用いる懸濁物３
は、中空型１を閉じる着脱自在の開口隔壁５を介して、
および中空型１の全長にわたって移動でき、かつ1mm
の直径を有する出口９を有する供給装置７によって中空
型１に導入する。懸濁物は2ml/sの割合で導入する。
回転中空型１は22mmの内径および180mmの長さを有し
ている。3.5mmの厚さを有し、かつ疎水性合成樹脂か
らなる被覆31を堆積プロセスのための基体として中空型
１の内壁に設け、この被膜31は懸濁物３から堆積する未
処理体33を型から除去しやすくする。中空型１はその軸
線のまわりを図に示していないモーターにより300035
000r.p.m.の速度（25000gの加速度に相当する）で回
転する。堆積プロセス前に、蒸留水が溢流部11を介して
流れ出るまで、蒸留水を中空型１に供給装置７を通して
導入し、流出した蒸留水は次の堆積プロセスに使用して
残留懸濁物13を排出する。この手段では、12mmの厚さ
の液体の層が中空型１の壁29の内面上に形成する。次い
で、ポンプ25により懸濁物３を供給管21および供給装置
７を介して溜め15から中空型１に供給し、中空型の内部
において供給装置７を1cm/sの速度で往復運動させ、
これにより中空型１の内部において固体層（未処理体3
3）を被膜31上に24g/分の固体材料の堆積速度で0.2〜
0.3mmの厚さに堆積する。
例えばV4A−ハイ−グレード鋼の中空型を示している
（駆動については図面に示していない）。第２図は中空
型の断面を拡大して示している。沈降層（以後、未処理
体33として示す）を遠心機の内壁に堆積し、この上の固
体材料層には出発懸濁物３より小さい密度の残留懸濁物
13が存在している。固体を形成するのに用いる懸濁物３
は、中空型１を閉じる着脱自在の開口隔壁５を介して、
および中空型１の全長にわたって移動でき、かつ1mm
の直径を有する出口９を有する供給装置７によって中空
型１に導入する。懸濁物は2ml/sの割合で導入する。
回転中空型１は22mmの内径および180mmの長さを有し
ている。3.5mmの厚さを有し、かつ疎水性合成樹脂か
らなる被覆31を堆積プロセスのための基体として中空型
１の内壁に設け、この被膜31は懸濁物３から堆積する未
処理体33を型から除去しやすくする。中空型１はその軸
線のまわりを図に示していないモーターにより300035
000r.p.m.の速度（25000gの加速度に相当する）で回
転する。堆積プロセス前に、蒸留水が溢流部11を介して
流れ出るまで、蒸留水を中空型１に供給装置７を通して
導入し、流出した蒸留水は次の堆積プロセスに使用して
残留懸濁物13を排出する。この手段では、12mmの厚さ
の液体の層が中空型１の壁29の内面上に形成する。次い
で、ポンプ25により懸濁物３を供給管21および供給装置
７を介して溜め15から中空型１に供給し、中空型の内部
において供給装置７を1cm/sの速度で往復運動させ、
これにより中空型１の内部において固体層（未処理体3
3）を被膜31上に24g/分の固体材料の堆積速度で0.2〜
0.3mmの厚さに堆積する。
B.二段プロセス 第１図は二段堆積プロセスを行う配置が示されてい
る。二段堆積プロセスは、未処理体33の堆積前に懸濁物
３から除去する必要のある極めて大きい固体塊、望まし
くない大きい粒子、または高い密度を有する粒子が、懸
濁物３に存在する場合に好ましく実施することができ
る。この理由のために、遠心機のように駆動できる付加
溜め17を溜め15のそばに設ける。最大粒子が堆積する場
合には、溜め17を図に示されていないモーターで2000
0r.p.mの回転速度（8000gの加速度に相当する）でそ
の軸線のまわりに回転させる。このプロセスにおいて溢
粒部19から供給管23に流出する残留懸濁物は、まだ90
％の懸濁物の最初の固形分を含んでおり、このためにこ
の流出する懸濁物をポンプ27により供給管23を介して中
空型１に供給し、こゝで未処理体33の最終堆積を行う。
約10％の固形分の最大粒子、凝集塊および高い密度の粒
子からなる懸濁物を溜め17において沈降物として残留さ
せる。上述する方法の場合には、懸濁物を次のようにし
て作った： 10〜200nmの範囲の粒度分布および40nmの平均粒度を
有する熱分解（pyrogenic）珪酸100gを、攪拌しながら
蒸留水400mlと混合して懸濁物を生成した。次いでこの
懸濁物を２時間にわたり超音波浴において均質化した。
る。二段堆積プロセスは、未処理体33の堆積前に懸濁物
３から除去する必要のある極めて大きい固体塊、望まし
くない大きい粒子、または高い密度を有する粒子が、懸
濁物３に存在する場合に好ましく実施することができ
る。この理由のために、遠心機のように駆動できる付加
溜め17を溜め15のそばに設ける。最大粒子が堆積する場
合には、溜め17を図に示されていないモーターで2000
0r.p.mの回転速度（8000gの加速度に相当する）でそ
の軸線のまわりに回転させる。このプロセスにおいて溢
粒部19から供給管23に流出する残留懸濁物は、まだ90
％の懸濁物の最初の固形分を含んでおり、このためにこ
の流出する懸濁物をポンプ27により供給管23を介して中
空型１に供給し、こゝで未処理体33の最終堆積を行う。
約10％の固形分の最大粒子、凝集塊および高い密度の粒
子からなる懸濁物を溜め17において沈降物として残留さ
せる。上述する方法の場合には、懸濁物を次のようにし
て作った： 10〜200nmの範囲の粒度分布および40nmの平均粒度を
有する熱分解（pyrogenic）珪酸100gを、攪拌しながら
蒸留水400mlと混合して懸濁物を生成した。次いでこの
懸濁物を２時間にわたり超音波浴において均質化した。
次に、例として既知の手段で処理して極めて純粋な石
英ガラス管を形成できる多孔性固体の製造について説明
する。本発明の方法により作った外径36mmおよび壁厚
5mmの未処理体は高い寸法正確さおよび実質的に均一な
密度（1.05g/cm3）を有している。この均一な密度であ
ること、および800℃の温度に徐々に加熱して乾燥お
よび分散剤の除去後なお多孔構造が開放されていること
は、未処理体を塩素化にして浄化でき、およびこの未処
理体を焼結して石英ガラスを形成することができる。不
純物は、例えばH2Oまたは妨害する金属化合物である。
これらの不純物は、室温においてSOCl2で飽和された１
〜２／分の流速のO2流れ中で800℃の温度で除去する
ことができる。このプロセスにおいて、不純物は塩素化
され、揮発相として消失する。開放細孔を有する未処理
体を、105Paの圧力および１／分の流速を有するヘリ
ウム／塩素（１〜３％）雰囲気中で、1500℃の温度およ
び3mm/分の速度で気泡の存在しない透明ガラスに緻密に
焼結する。水および遷移金属の残留不純物は20ppb以下
であった。本発明の方法および配置により製造した極め
て純粋で、かつ寸法正確な石英管は光学導波管の製造に
用いることができると共に、ハロゲン放電灯およびガス
放電灯の製造に用いることができる。
英ガラス管を形成できる多孔性固体の製造について説明
する。本発明の方法により作った外径36mmおよび壁厚
5mmの未処理体は高い寸法正確さおよび実質的に均一な
密度（1.05g/cm3）を有している。この均一な密度であ
ること、および800℃の温度に徐々に加熱して乾燥お
よび分散剤の除去後なお多孔構造が開放されていること
は、未処理体を塩素化にして浄化でき、およびこの未処
理体を焼結して石英ガラスを形成することができる。不
純物は、例えばH2Oまたは妨害する金属化合物である。
これらの不純物は、室温においてSOCl2で飽和された１
〜２／分の流速のO2流れ中で800℃の温度で除去する
ことができる。このプロセスにおいて、不純物は塩素化
され、揮発相として消失する。開放細孔を有する未処理
体を、105Paの圧力および１／分の流速を有するヘリ
ウム／塩素（１〜３％）雰囲気中で、1500℃の温度およ
び3mm/分の速度で気泡の存在しない透明ガラスに緻密に
焼結する。水および遷移金属の残留不純物は20ppb以下
であった。本発明の方法および配置により製造した極め
て純粋で、かつ寸法正確な石英管は光学導波管の製造に
用いることができると共に、ハロゲン放電灯およびガス
放電灯の製造に用いることができる。
しかしながら、また本発明の方法は微分散固形分を有
する任意の懸濁物を処理するのに用いることができ、こ
の懸濁物は巨視的に均質に形成された他の回転対称固体
の出発材料を形成することができる。
する任意の懸濁物を処理するのに用いることができ、こ
の懸濁物は巨視的に均質に形成された他の回転対称固体
の出発材料を形成することができる。
第１図は本発明の方法を二段プロセスで行う配置の説明
用線図、および 第２図は遠心機のように回転できる固体の製造用の中空
型（第１図の配置の１部）の断面図である。 １……中空型、３……懸濁物 ５……開口隔壁、７……供給装置 ９……出口、11,19……溢流部 13……残留懸濁物、15,17……溜め 21,23……供給管、25,27……ポンプ 31……被膜、33……未処理体（沈降層）
用線図、および 第２図は遠心機のように回転できる固体の製造用の中空
型（第１図の配置の１部）の断面図である。 １……中空型、３……懸濁物 ５……開口隔壁、７……供給装置 ９……出口、11,19……溢流部 13……残留懸濁物、15,17……溜め 21,23……供給管、25,27……ポンプ 31……被膜、33……未処理体（沈降層）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス ユールゲン・リドティン ドイツ連邦共和国5190 ストルベルク アム ゲペルシャハト９ (72)発明者 ゲルト・ロマノウスキー ドイツ連邦共和国5100 アーヘン マウ エルシュトラーセ42 (56)参考文献 特開 昭60−89307（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−69778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−215533（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】固形状態の多孔性固体のための材料および
液体分散剤からなる懸濁物である固体のための出発材料
を、形成すべき前記固体に相当する形状寸法の中空型に
導入し、懸濁物の導入中、中空型をその軸線のまわりに
回転させ、これにより懸濁物の一定量の固体材料を中空
型の内壁上に堆積させ、余分の残留懸濁物を除去し、し
かる後にかようにして形成した未処理体を他のプロセス
段階に向けて前記多孔性固体を形成する回転対称多孔性
固体の製造方法において、前記懸濁物を、10-3〜5mmの
範囲の厚さの薄い固体材料層を遠心プロセスを中断しな
い連続プロセスにおいて連続的に堆積するように中空型
に導入し、余分の残留懸濁物を中空型から堆積固体材料
の頂部上に常に10-1〜100mmの範囲の厚さの残留懸濁物
の層が残留するような分量で除去することを特徴とする
回転対称多孔性固体の製造方法。 - 【請求項２】懸濁物を中空型の全長にわたって移動でき
る供給装置により中空型に導入する請求項１記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873702025 DE3702025A1 (de) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von rotationssymmetrischen poroesen festkoerpern |
| DE3702025.0 | 1987-01-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195136A JPS63195136A (ja) | 1988-08-12 |
| JP2537942B2 true JP2537942B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=6319437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63009748A Expired - Lifetime JP2537942B2 (ja) | 1987-01-24 | 1988-01-21 | 回転対称多孔性固体の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4885018A (ja) |
| EP (1) | EP0276886B1 (ja) |
| JP (1) | JP2537942B2 (ja) |
| DE (2) | DE3702025A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3406148A1 (de) * | 1984-02-21 | 1985-09-05 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Verfahren zur herstellung von rohrfoermigen koerpern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US5284500A (en) * | 1989-10-31 | 1994-02-08 | Fujitsu Limited | Process for fabricating an optical fiber preform |
| WO1991006512A1 (fr) * | 1989-10-31 | 1991-05-16 | Fujitsu Limited | Procede de production d'un materiau de base pour fibres optiques |
| DE59105813D1 (de) * | 1990-03-14 | 1995-08-03 | Philips Patentverwaltung | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Glaskörpern. |
| GB2283740B (en) * | 1993-11-15 | 1997-07-30 | Furukawa Electric Co Ltd | Method of manufacturing a porous preform for an optical fiber |
| US7111476B2 (en) * | 1994-06-30 | 2006-09-26 | Ted A Loxley | Electrophoretic deposition process for making quartz glass products |
| DE19543985A1 (de) | 1995-11-25 | 1997-05-28 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur Herstellung strukturierter Formkörper |
| JP2000191336A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-11 | Hoya Corp | 光ファイバ―プリフォ―ムの製造方法および光ファイバ―の製造方法 |
| DE10123199B4 (de) * | 2001-05-12 | 2005-02-24 | Gkn Sinter Metals Gmbh | Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise innenbeschichteten rohrförmigen Körpern mit einer Beschichtung aus einem sinterfähigen Material |
| EP2452965A4 (en) * | 2009-07-08 | 2015-04-29 | Univ Kyushu | COMPOSITE SHAPED BODY, SILICA GLASS AND METHODS OF MAKING SAME |
| US9376338B2 (en) * | 2013-11-14 | 2016-06-28 | Corning Incorporated | Methods and apparatuses for forming optical preforms from glass soot |
| EP3132461B1 (en) | 2014-04-15 | 2017-12-13 | ABB Schweiz AG | High voltage switching device with auxiliary nozzle |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2637937A1 (de) * | 1976-08-23 | 1978-03-02 | Siemens Ag | Herstellung von lichtleitfasern nach einem fluessigphasen-abscheidungsverfahren |
| US4173459A (en) * | 1976-08-30 | 1979-11-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for producing a light conducting fiber |
| FR2490211B1 (ja) * | 1980-09-17 | 1990-09-21 | Passaret Michel | |
| DE3314302A1 (de) * | 1983-04-20 | 1984-10-25 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Verfahren zum herstellen von poroesen glaskoerpern, insbesondere fuer die herstellung von lichtwellenleitern |
| DE3406148A1 (de) * | 1984-02-21 | 1985-09-05 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Verfahren zur herstellung von rohrfoermigen koerpern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| GB2165233B (en) * | 1984-10-04 | 1988-03-09 | Suwa Seikosha Kk | Method of making a tubular silica glass member |
| GB2165534B (en) * | 1984-10-05 | 1988-10-19 | Suwa Seikosha Kk | Method of preparing parent material for optical fibres |
| JPS6191024A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-09 | Seiko Epson Corp | 円筒状シリカ系ガラスの製造方法 |
| DE3537972A1 (de) * | 1985-10-25 | 1987-04-30 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur herstellung von rotationssymmetrischen glaskoerpern |
| IT1191998B (it) * | 1986-04-10 | 1988-03-31 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento e apparecchiatura per la produzione di preforme per fibre ottiche operanti nella regione spettrale del medio infrarosso |
-
1987
- 1987-01-24 DE DE19873702025 patent/DE3702025A1/de not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-01-20 EP EP88200091A patent/EP0276886B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-20 DE DE8888200091T patent/DE3861469D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-21 JP JP63009748A patent/JP2537942B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-22 US US07/146,888 patent/US4885018A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3702025A1 (de) | 1988-08-04 |
| US4885018A (en) | 1989-12-05 |
| JPS63195136A (ja) | 1988-08-12 |
| EP0276886A1 (de) | 1988-08-03 |
| EP0276886B1 (de) | 1991-01-09 |
| DE3861469D1 (de) | 1991-02-14 |
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